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Bewegungsvorgänge

Der Drehmotor der Bakteriengeißel

Die bakterielle Geißel arbeitet im Prinzip wie ein Motorboot mit einem rotierenden Propeller. Ein ganz anderes Bewegungsprinzip haben eukaryontische Geißeln oder Cilien, die von ATP oder GTP angetrieben werden und eine charakteristische wellenförmige Bewegung ausführen. Die Quelle für den Antrieb der Bakteriengeißel ist nicht das ATP, sondern stammt aus einem pH-Gradienten, der protonenmotorischen Kraft (auch protein motive force oder PMF genannt) an der Membran.

Tab.1
Fortbewegungsgeschwindigkeiten im Vergleich
Organismuskm/Stundein Körperlängen pro Sekunde
Gepard11125
Mensch (Sprinter!)37,55,4
Bakterium0,0001510

Ein Proton wird von einem Halbkanal an eine Bindungsstelle am M-Ring übertragen. Wenn sich der M-Ring dreht, kann das Proton den anderen Halbkanal erreichen. Betrachtet man zwei nebeneinander liegende Protonen-Bindungsstellen am M-Ring, so gelangt ein Proton ins Cytoplasma, während ein anderes Proton aus dem extrazellulären Milieu in die leer stehende benachbarte Position gelangt. Der M-Ring bewegt sich nun gegen den Uhrzeigersinn, um der Kraft nachzugeben, die von der elastischen Bindung des Kanalkomplexes ausgeübt wird.

Abb.1
Drehmotor
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